集成电路要继续按照摩尔定律发展，需要寻求新的技术，而三维集成电路和硅通孔（TSV）技术引起了广泛关注。三维集成电路提供了一种新的提高集成度的方法，而通孔硅（TSV）技术被认为是三维集成电路中非常关键的互连技术。本文对三维集成电路中的关键技术TSV进行了建模与仿真，并且分析其耗散特性。具体说来，论文首先建立了TSV等效电路可扩展模型，并提取其中各个电容电感等电学参数的数学表达式；然后根据电路知识简化该等效电路模型，并建立TSV耗散系数数学模型；其次用三维电磁学仿真软件HFSS仿真TSV三维模型，并比较采用数学模型和HFSS软件仿真两种方法得到的耗散系数结果的差异，以此验证TSV等效电路模型的准确性；再次分析TSV模型中各个物理参数和材料属性对TSV耗散系数的影响，以此验证TSV等效电路模型的可扩展性；最后分析TSV直径与间距比例对其耗散系数、延时和面积利用率的影响，讨论TSV直径间距比例为何值时，由耗散系数、延时和面积利用率三者构成的优化模型达到最优。HFSS仿真结果表明，本文建立的TSV等效电路模型式准确且可扩展的。在低频范围（0~2GHz）内，绝缘体电容对TSV耗散系数影响占主导地位，使用耗散系数数学模型的计算结果和HFSS软件仿真结果基本一致；高频范围（10~20GHz）内TSV和bump电感对TSV耗散系数影响占主导地位，模型计算结果与软件仿真结果有一定误差；中频范围（2~10GHz）内，模型计算结果与软件仿真结果之间误差介于两者之间。当TSV直径间距比例取1/2时，由耗散系数、延时和面积利用率三者构成的优化模型达到最优。